導(dǎo)語：高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)意義一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為深化素質(zhì)教育改革，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感，我國已將STSE(科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境)教育理念融入到最新版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》之中，明確提出使學(xué)生掌握知識的同時關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系。以人教版高中物理必修三中“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中滲透STSE教育思想，采用討論探究的教學(xué)模式，使學(xué)生在掌握能量守恒、轉(zhuǎn)移、耗散等知識的基礎(chǔ)上關(guān)注能源發(fā)展引發(fā)的社會效應(yīng)，以求在知識教學(xué)的同時，增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)約環(huán)保意識，培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:STSE;物理教學(xué);核心素養(yǎng)

一、STSE教育理念融入高中物理教學(xué)的意義

(一)使物理課堂更貼近生活實(shí)際

物理知識最早起源于人類對自然現(xiàn)象的觀察與在生產(chǎn)勞動中的經(jīng)驗(yàn)累積，前人總結(jié)出的知識與規(guī)律引領(lǐng)著人類對自然世界的探索，極大地促進(jìn)了社會的發(fā)展，不斷開拓著人類對新世界的認(rèn)知。STSE教育理念中的重要思想就是理論聯(lián)系實(shí)際，因此，STSE教育理念與中學(xué)物理教學(xué)相結(jié)合應(yīng)該是天衣無縫的［6］。在中學(xué)物理教學(xué)中巧妙融入STSE教育理念，將學(xué)生從枯燥的課堂模式中解放出來，以生活實(shí)際作為學(xué)生學(xué)習(xí)的新環(huán)境，將目光聚焦于生活中的熱點(diǎn)話題，聯(lián)系生活、技術(shù)、社會實(shí)際，將書本里冷冰冰的文字描述轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生感興趣的生活實(shí)例與現(xiàn)象，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)貼近生活實(shí)際與應(yīng)用的一面，并對其產(chǎn)生親切感，這不但能吸引學(xué)生主動探索，激發(fā)學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)欲望，而且能使學(xué)習(xí)過程變得更為輕松靈活，知識掌握更加牢固持久。

(二)提升學(xué)生探究能力與創(chuàng)新意識

單純的物理知識學(xué)習(xí)以及利用物理知識解決生活中的常見問題，已經(jīng)不能滿足當(dāng)下的教育與人才需求，新時代的人才需要具備創(chuàng)新思維與探究能力，STSE教育理念提倡開放性教育和參與性教育［7］。教師組織學(xué)生積極進(jìn)行探究研討，鼓勵學(xué)生在探究中發(fā)現(xiàn)問題，通過對問題的追本溯源以及模擬解決方案，提出自己的見解，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制定方案，將分析綜合、推理論證、構(gòu)建模型等方法運(yùn)用于解決問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生辯證性看待問題的能力，提升發(fā)散性思維的同時也有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造精神。

(三)培養(yǎng)核心素養(yǎng)下高素質(zhì)人才

教師圍繞科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境四方面進(jìn)行物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，可在學(xué)習(xí)物理與科技的過程中培養(yǎng)學(xué)生現(xiàn)代科技意識，提升民族自豪感;在學(xué)習(xí)物理與社會的過程中，提高學(xué)生利用物理知識觀察解決實(shí)踐問題的能力;在學(xué)習(xí)物理與環(huán)境時，提升學(xué)生的環(huán)保意識。通過不斷的滲透教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使其更加關(guān)心科技和社會的發(fā)展問題，形成正確發(fā)展觀，培養(yǎng)核心素養(yǎng)要求的高素質(zhì)人才。

二、“能源與可持續(xù)發(fā)展”教學(xué)設(shè)計(jì)

以人教版普通高中物理教科書中“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)為例，在學(xué)生學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，結(jié)合社會生活實(shí)際，緊密聯(lián)系當(dāng)今能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)議題，在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中融入STSE教育理念，使學(xué)生在掌握知識的同時提升自身素養(yǎng)。

(一)教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在新課標(biāo)中，對“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容要求包括以下四點(diǎn):(1)了解利用水能、風(fēng)能、太陽能和核能的方式，初步了解核裂變與核聚變。(2)知道不同形式的能量可互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中能量總和保持不變，能量轉(zhuǎn)化具有方向性。(3)清楚可再生能源和不可再生能源的分類，認(rèn)識能源的過度開發(fā)和利用對環(huán)境的影響。(4)認(rèn)識環(huán)境污染的危害，了解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，具有環(huán)境保護(hù)的意識和行為［3］。值得注意的是，在分析教學(xué)內(nèi)容要求的過程中，不能將其片面地理解為:為了在發(fā)展的同時保護(hù)環(huán)境，就應(yīng)該避免過度開發(fā)不可再生能源而更多的開發(fā)可再生能源。這樣的理解是片面的，問題的關(guān)鍵在于應(yīng)該如何正確的看待可再生能源的開發(fā)與利用，這是在教學(xué)時需要引導(dǎo)學(xué)生思考的重點(diǎn)問題之一。在教材內(nèi)容的編排上，能量轉(zhuǎn)移與能量轉(zhuǎn)化的方向性、能源的分類與應(yīng)用、能源與社會發(fā)展是“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)的三部分內(nèi)容。通過先前的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了能量及能量轉(zhuǎn)換的基本概念，對本節(jié)知識的學(xué)習(xí)具有一定基礎(chǔ)。因此在新課講授時，可按順序進(jìn)行教學(xué)，由淺入深、逐層遞進(jìn)。本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)聚焦于能量轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的方向性和能源與社會發(fā)展兩部分，結(jié)合社會生活實(shí)際，緊密聯(lián)系當(dāng)下能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的熱點(diǎn)話題，在教學(xué)設(shè)計(jì)中滲透STSE教育理念，通過教學(xué)達(dá)到以下目標(biāo):首先，使學(xué)生掌握能量的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、耗散等基本物理概念，知道能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中不僅在數(shù)量上守恒且發(fā)生方向上不可逆，從而揭示能源危機(jī)的深層含義;其次，了解水能、風(fēng)能、太陽能與核能的工作方式及應(yīng)用轉(zhuǎn)換技術(shù)，明白能源發(fā)展對社會發(fā)展的意義，通過對能源的分類與應(yīng)用的探索過程，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力;最后，認(rèn)識能源利用對環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響，通過討論能源與社會發(fā)展培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。在教學(xué)中采用小組討論探究的教學(xué)模式，重點(diǎn)探討對不可再生能源的過度開發(fā)利用給社會環(huán)境帶來的負(fù)面影響，以及如何合理開發(fā)與利用可再生能源，讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，培養(yǎng)學(xué)生辯證性看待問題的能力，組織討論生活中能源利用產(chǎn)生的負(fù)面效果，并提出改善建議，培養(yǎng)學(xué)生思考問題的科學(xué)思維和環(huán)境保護(hù)理念，形成對社會的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識［8］。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.新課引入環(huán)節(jié)教師提問:同學(xué)們，在前面的課程學(xué)習(xí)中，我們已學(xué)習(xí)了多種形式的能量并知道不同形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，回想一下生活中有哪些能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移應(yīng)用的事例?生:電燈照明時將電能轉(zhuǎn)化為光能;煮雞蛋時，燃料燃燒釋放能量使水升溫，水中的熱量再傳遞到雞蛋上使它變熟;汽車行駛時，發(fā)動機(jī)將燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的動能。設(shè)計(jì)意圖:復(fù)習(xí)舊知，培養(yǎng)學(xué)生利用物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力。教師活動:將學(xué)生所舉實(shí)例中涉及的不同能量進(jìn)行總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生梳理出能量關(guān)系轉(zhuǎn)化圖，如圖所示。教師提問:通過剛才的梳理，我們得出能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖，由圖可以看出，在涉及能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的反應(yīng)前后，能量形式改變而總和保持不變，既然如此，為什么仍然要節(jié)約能源呢?設(shè)計(jì)意圖:通過對已有結(jié)論進(jìn)行反問使學(xué)生產(chǎn)生前后知識矛盾，激發(fā)學(xué)生的好奇心與學(xué)習(xí)積極性，為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容開展做鋪墊。2.新課教學(xué)環(huán)節(jié)知識點(diǎn)一:能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的方向性師:剛才我們列舉了生活中能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的事例，現(xiàn)在將它們的發(fā)生過程翻轉(zhuǎn)，這些能量能自動反過來轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移嗎?原因是什么?生:不能發(fā)生。因?yàn)槟芰康霓D(zhuǎn)化具有方向性，是不能逆轉(zhuǎn)的。師:雖然反過程的能量轉(zhuǎn)化也遵循能量守恒定律，但科學(xué)研究表明，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程都是不可逆的，在轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的熱量一旦釋放出去，便很難對它們進(jìn)行收集利用，而且無法自動發(fā)生轉(zhuǎn)換，只能以熱量的形式存在于環(huán)境中，這種現(xiàn)象就稱為能量的耗散。雖然能量在整體數(shù)量上沒變，但是可供利用的部分卻越來越少，這也是能源危機(jī)的深層次含義，同時也回答了為什么我們?nèi)匀灰岢?jié)約能源這個問題。設(shè)計(jì)意圖:教師通過能量轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移的方向性幫助學(xué)生建立能量耗散的物理概念，使學(xué)生理解科學(xué)知識內(nèi)涵并引發(fā)對能源危機(jī)的思考。知識點(diǎn)二:能源的分類與應(yīng)用師:能源的開發(fā)與利用一直是社會發(fā)展的推動力，請列舉出你目前所知的能源。生:煤炭、太陽能、風(fēng)能、水能、核能等。師:上述這些能源大都來自自然界，仔細(xì)思考，其中有哪些是可以源源不斷獲得的，哪些是現(xiàn)階段能夠使用，但是不能無節(jié)制從自然界獲取的?學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，將能源進(jìn)行可再生與不可再生分類。設(shè)計(jì)意圖:在對能源分類的過程中，使學(xué)生認(rèn)識到能源并不是取之不盡、用之不竭的，為新能源教學(xué)的引入做鋪墊。師:近些年，我國致力于新能源的開發(fā)，并取得了很大的成就。比如，我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三代百萬瓦級核電技術(shù)電站———華龍一號，其安全指標(biāo)和技術(shù)性能已達(dá)到國際第三代核電技術(shù)水平。我國的核能發(fā)電技術(shù)已居于世界領(lǐng)先地位。同時，對太陽能、水能、風(fēng)能的利用效率也均處于世界先列。那么是通過怎樣的技術(shù)手段將這些能源轉(zhuǎn)變成我們需要的形式呢?(在課前請學(xué)生分組探究)結(jié)合課堂展示的工作原理圖分組進(jìn)行匯報。設(shè)計(jì)意圖:通過對我國新能源開發(fā)方面成就的介紹，提升學(xué)生的民族自豪感。通過分組探究各能源的工作原理，提高學(xué)生之間的合作探究能力，在探究過程中讓學(xué)生認(rèn)識到，以科學(xué)知識為基礎(chǔ)制造出先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，又以先進(jìn)技術(shù)設(shè)備為工具探索新的科學(xué)知識，科學(xué)與技術(shù)之間的關(guān)系是相輔相成的，使學(xué)生意識到學(xué)習(xí)知識的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。思考與討論:與煤炭、石油這種不可再生能源相比，新能源具有怎樣的優(yōu)勢?如何看待可再生能源的開發(fā)，是否因?yàn)槠淇稍偕奶刭|(zhì)就能夠無節(jié)制地開發(fā)和利用可再生能源呢?設(shè)計(jì)意圖:使學(xué)生了解新能源對推動社會進(jìn)步、保護(hù)環(huán)境、解決能源危機(jī)的意義，同時做到理智對待新能源的開發(fā)與利用，不盲目推崇，培養(yǎng)學(xué)生辯證性看待問題的能力。知識點(diǎn)三:能源與社會發(fā)展師:人類大致經(jīng)歷了柴薪、煤炭與石油三種能源的使用階段，每一次能源利用技術(shù)的提升，都會極大地推動社會發(fā)展，現(xiàn)如今，對能源的利用也正在由單一化逐步朝著多結(jié)構(gòu)化方向前進(jìn)。但是利與弊是共存的，不能只看科技社會進(jìn)步的一面而忽略了科技發(fā)展對自然環(huán)境造成的影響。請同學(xué)們思考，生活中有哪些由發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題?生1:汽車的喇叭聲音太吵，影響日常的生活。生2:煤炭、石油燃燒產(chǎn)生的二氧化硫形成酸雨，腐蝕建筑物、酸化土壤。設(shè)計(jì)意圖:使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)技術(shù)的突破對人類社會進(jìn)步的意義，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度看待能源開發(fā)利用帶來的影響，思考科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境四者之間的關(guān)系，加深學(xué)生的深層次認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)和辯證性思考問題的思維能力。師:同學(xué)們列舉的很全面，小組討論交流，該怎樣做可以改善這些問題，做到可持續(xù)發(fā)展呢?生1:大力發(fā)展新能源，減少對不可再生能源的開采與使用。師:這位同學(xué)從人類今后發(fā)展的大方向給出了建議，那么我們自身在平時的生活中應(yīng)該怎樣做呢?生2:可以減少使用一次性用品，去超市買菜時自己帶購物袋。生3:家里使用節(jié)能型的家電，平時生活中注意節(jié)約用水用電。師:大家的提議都很好，要實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，就需要樹立新的能源安全觀，大力提倡節(jié)能并付諸實(shí)踐，從生活的點(diǎn)滴小事做起，只有全民行動，注重細(xì)節(jié)，社會才能夠與科技共同進(jìn)步，人與自然才能真正和諧發(fā)展。設(shè)計(jì)意圖:通過討論生活中的節(jié)能方式，使學(xué)生意識到節(jié)約能源要從生活中的一點(diǎn)一滴做起，避免空談理論、不切實(shí)際，要樹立節(jié)能環(huán)保的生態(tài)文明理念與社會責(zé)任感，提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)。3.鞏固與提升通過習(xí)題的布置對本節(jié)的知識進(jìn)行鞏固，使學(xué)生能夠利用能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移的知識解釋生活中的現(xiàn)象，養(yǎng)成節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的生活習(xí)慣。

三、融入STSE教育理念的教學(xué)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)的對比

與傳統(tǒng)“能源與可持續(xù)發(fā)展”的教學(xué)設(shè)計(jì)對比，融入STSE教育理念的新教學(xué)設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)在教學(xué)過程中增加小組合作探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力與分享精神，并在探究問題的過程中提升科學(xué)思維與探究能力。(2)在授課過程中增加學(xué)生匯報環(huán)節(jié)，給學(xué)生更多的發(fā)言機(jī)會，匯報內(nèi)容圍繞科學(xué)與技術(shù)開展，讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)與技術(shù)的相互關(guān)系，并從中總結(jié)自己學(xué)到的知識。(3)在教學(xué)過程中多次強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系，不再單一關(guān)注學(xué)生的知識學(xué)習(xí)，從多個方面培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。

作者：王帥 張勇 單位：吉林師范大學(xué)物理學(xué)院